INTERVIEW de Michel Brioude

Article paru dans la Lettre 3AF N°3-2023

Safran Group Aircraft Engines a adopté le programme RISE (Revolutionary Innovation for Sustainable Engines), pourriez-vous nous dire quelques mots sur les grandes orientations de ce programme?

CFM International, la Joint Venture 50/50 entre Safran et General Electric (GE) ont lancé en juin 2021 le programme de développement technologique RISE avec comme objectif de réduire de 20 % la consommation de carburant et donc les émissions de CO2 par rapport aux moteurs actuels Génération Leap.

CFM avec notre projet Open Fan propose l’architecture la plus prometteuse. Seule solution sur le marché des monocouloirs qui apporte autant de gains.

Quels sont les principaux projets de Recherche et Technologie que vous menez actuellement en vue de la décarbonation de l’aviation dans les domaines suivants :

• 1) L’architecture des nouveaux systèmes de propulsion ;
• 2) L’utilisation des carburants « durables » (SAF Sustainable Aviation Fuels) ;
• 3) Les technologies « Hybrides » de combinaison thermique-électrique ;
• 4) Les nouveaux matériaux permettant d’alléger les structures.

L’ambition de Safran Aircraft Engines est de jouer un rôle de premier plan dans la décarbonation de l’aviation : la neutralité carbone à l’horizon 2050. C’est pourquoi nous redoublons d’efforts dans l’innovation technologique : nouvelles architectures moteurs, systèmes avancés comme électrification et compatibles bien évidemment des nouveaux carburants SAF ou hydrogène.

L’architecture des nouveaux systèmes de propulsion

L’architecture Open Fan a été sélectionnée par Clean Aviation dans le cadre de notre projet OFELIA (Open Fan for Environmental Low Impact of Aviation) dont Safran Aircraft Engines est leader. OFELIA intègre 25 partenaires industriels tels que Airbus, GE-Avio, GKN et l’ONERA pour la partie essais en soufflerie.

Ce programme vise à préparer le démonstrateur Open Fan pour les essais au sol et en vol qui se dérouleront à partir de 2025. À ce jour nous avons franchi la « Concept Design Review » fin 2022 et cette année 2023 sera consacrée à la « Preliminary Design Review » afin de pouvoir tourner au sol en 2025 puis en vol en 2026 qui sera suivi par des essais en vol sur l’A380 d’Airbus. Les bruts pour les pièces critiques à long cycle sont déjà lancés en particulier pour les pièces forgées tels les disques et les arbres.

Les carburants durables « SAF »

Safran et TotalEnergies ont créé un accord de partenariat stratégique en vue de produire des carburants « durables » qui joueront un rôle clé dans la décarbonation de l’aviation. À court terme, le partenariat assurera la compatibilité des moteurs actuels avec des carburants contenant 100 % de SAFs. À plus long terme, il s’agira d’optimiser le rendement énergétique et la performance environnementale du système propulsif.

Nous utilisons déjà dans notre centre d’essais à Villaroche 20 % de SAF pour tous nos essais moteur.

Les technologies « hybrides électriques »

L’hybridation électrique d’un moteur dite « Auto Hybridation » permet le partage d’énergie entre les rotors Basse Pression et Haute Pression afin d’optimiser dans les différentes phases de vol son efficacité et donc apporter un gain en consommation de carburant.

Dans une deuxième phase ce système pourrait être couplé à l’avion pour un management optimisé de la puissance électrique.

Les nouveaux matériaux et procédés

L’optimisation de la performance du moteur avec les nouvelles architectures ne va pas sans un volet extrêmement important coté matériaux et procédés.

La masse est toujours un enjeu majeur aussi l’utilisation des composites CMO (Composite Matrice Organique) déjà présents sur le Leap doit être étendue. L’utilisation des procédés Fabrication Additive « Impression 3D » font aussi partie des leviers pour optimiser la morphologie des pièces ainsi qu’intégrer dans un même ensemble plusieurs fonctionnalités.

De même, la température plus élevée renforce le besoin d’alliage à hautes températures mécaniques et l’utilisation des CMC (Composite Matrice Céramique) dans les parties chaudes.

La nouvelle génération du moteur LEAP I-A est entrée en service récemment et équipe le A320neo : quelles sont ses performances en matière de réduction carbone ?

Le moteur LEAP, qui équipe les A320neo depuis 2016 ainsi que le 737 Max depuis 2017, vient aussi récemment d’entrer en service dans sa version Leap1C sur le C919 de COMAC. Trois performances sont à noter :

• 1. 15 % de réduction de la consommation de carburant et 15 % de réduction des émissions de CO2 par rapport à la précédente génération CFM56 ;
• 2. La réduction des émissions de NOx ;
• 3. Respect des normes les plus contraignantes relatives au bruit. L’expérience en service des Leap en termes de fiabilité comme de disponibilité pour les clients est déjà meilleure que celle des CFM56 et nous avons établi la nouvelle référence sur le marché des monocouloirs.
• En matière d’innovations technologiques, il faut surtout noter l’utilisation d’un matériau composite tissé 3D « 3D Woven » et du procédé RTM (Resin Transfer Moulding) développé et breveté par Safran Aircraft Engines qui permettent de produire des aubes de soufflante plus légères, plus résistantes et de plus longue durée de vie.

Safran Aircraft Engines a réalisé une chaîne de montage qui est sans précédent dans l’industrie aéronautique. La ligne d’assemblage final du LEAP, installée à Melun Villaroche, a reçu le label « Showcase for the industry in the future ».

Le système de production est conçu dans une approche multi-source, comprenant un réseau mondial de fournisseurs capable de tenir des délais d’approvisionnement sévères. La chaîne d’approvisionnement comprend plus de 150 fournisseurs provenant de 14 pays.

Safran Aircraft Engines offre par ailleurs une palette complète de Services Après-Vente alliant proximité et flexibilité, à travers nos centres MRO (Maintenance Repair Overhaul) qui au total emploient 3000 personnes.

L’ambition d’Airbus est de faire voler en 2035 le premier avion à propulsion par hydrogène. Quelle est la participation de Safran Group Aircraft Engine aux travaux du programme « ZEROe demonstrator aircraft » ?

Airbus a fait connaitre en septembre 2020 ses concepts de propulseurs à zéro émission de gaz à effet de serre « ZEROe ».

Airbus a signé en février 2022 un partenariat avec CFM International pour conduire un programme de propulsion par hydrogène. Les essais en vol seront effectués avec un A380 qui, transformé en plateforme d’essais, sera équipé de réservoirs d’hydrogène liquide. Airbus est en charge de l’intégration avion, des réservoirs H2 liquide des essais en vol, et fournit le A380. CFM a proposé le moteur d’essai à partir d’un « Passport turbofan » de General Electric avec modification de la chambre de combustion et Safran est responsable de la conception du circuit carburant des réservoirs jusqu’au moteur. Le moteur a été choisi en raison de sa taille et de ses capacités en débit de carburant. Il est monté à l’arrière du fuselage du A380 afin de pouvoir surveiller les émissions du moteur d’essais H2 y compris les traînées de condensation, séparément de celles émises par les moteurs du A380.

Safran lance « Explore H2 programme » en vue d’identifier et développer les startups qui se destinent à l’expertise en propulsion par hydrogène. Comment ce programme se déroule-t-il ?

En juin 2021, Safran a lancé son programme d’accompagnement des startups spécialisées dans l’hydrogène en vue de préparer sa future chaîne, depuis la sortie des réservoirs jusqu’à la combustion dans les moteurs. Les thèmes prioritaires sont : i) le pilotage des flux d’H2 dans le système propulsif ; ii) le réchauffement du flux d’H2 dans le système propulsif ; iii) la maintenance prédictive ; iv) la pile à combustible.

Six startups ont été sélectionnées fin 2022. Safran actuellement, avec l’Université Safran, les accompagne dans leur montée en compétences sur les applications et la certification aéronautique et l’accès à des laboratoires partenaires Ariane Group CEA Cetim.

En conclusion, quelles sont vos trois grandes priorités du moment ?

• 1. Le projet de démonstration technologique RISE pour répondre à l’enjeu de la décarbonation de l’aviation.
• 2. le projet de moteur militaire pour le futur avion ce combat européen NGF (Next Generation Fighter).
• 3. Le recrutement et l’intégration des nouveaux talents qui feront le succès de ces projets.

Le projet Open Fan CFM – © Safran Aircraft Engines

L’Airbus A 380 plateforme d’essais en vol de la propulsion par hydrogène – © Safran Aircraft Engines

Essais en vol du moteur LEAP avec des carburants 100 % SAF – © Safran Aircraft Engines

L’Airbus A 380 laboratoire volant pour les essais de systèmes propulsifs – © Safran Aircraft Engines  ■

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